炭素12と炭素14の決定的な違いは、炭素12は原子核に6個の中性子を持つが、炭素14は8個の中性子を持つことである。

炭素12と炭素14は、炭素原子の同位体である。プロトンは常に6個の原子を持つ。また、通常は中性子が6個なので炭素12と呼ばれるが、6個の代わりに8個の中性子がある場合は炭素14となる。化学反応において、炭素12と炭素14は同じような振る舞いをする。一般に、炭素はc12の状態で存在するが、時折、c14の状態でも存在する。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. カーボン12とは 3. カーボン14とは 4. 横並び比較 - カーボン12とカーボン14の表形式 5. まとめ

カーボン12は何ですか？

炭素12は、質量が12の最も一般的な炭素の天然同位体である。これは、原子質量単位で認められている尺度の基礎となるものである。この炭素の存在比は約99％である。

図1：炭素原子

さらに、この炭素原子は6個の陽子、6個の電子、6個の中性子で構成されている。科学的に炭素12を12Cと表記することができ、その同位体質量は12uである。

カーボン14は何ですか？

炭素14は炭素の一般的な同位体である。炭素の放射性同位体であることから、「放射性炭素」と呼ばれています。この原子の原子核には、6個の陽子、6個の電子、8個の中性子が含まれている。同位体の質量は14Uで、炭素14の存在量は1兆分の1程度と非常に希少である。

図2：炭素14の放射性崩壊

炭素14は炭素原子の不安定な同位体であるため、放射性崩壊を起こす。これは、すべての不安定同位体に起こるプロセスであり、自然なプロセスである。数千年前の物体の同定に使われ、考古学で広く使われているC14のユニークな性質です。c14の半減期は5730年です。

カーボン12と炭素数14の違い

c12とc14は炭素原子の同位体である。炭素12と炭素14の決定的な違いは、炭素12は原子核に6個の中性子を持つが、炭素14は8個の中性子を持つことである。陽子と中性子の重さは同じなので、中性子が8個あるc14はc12より20％重いことになる。さらに、c12とc14は陽子の数が同じなので、原子番号は同じですが、中性子の数が異なるため、原子量が異なります。つまり、これがc12とc14の大きな違いなのです。

また、核反応に関してもc12とc14では挙動が異なる。また、c12とc14のもう一つの違いは、c12は地殻に多く存在するのに対し、c14は希少であることです。さらに、c12は炭素原子の安定同位体、c14は炭素原子の放射性崩壊を起こす不安定同位体である。

概要 - カーボン12 vs. 炭素数14

炭素12と炭素14は、炭素原子の同位体である。炭素原子は常に6個の陽子を持つが、中性子の数は変化することがある。例えば、炭素12と炭素14は、中性子の数が異なる炭素の同位体である。したがって、炭素12と炭素14の重要な違いは、炭素12は原子核に6個の中性子を持つのに対し、炭素14は8個の中性子を持つことである。

引用

1」炭素。"Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, 7 Feb.2019, available here.